基于RTX+RFM的实时半实物仿真计算机控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于RTX+RFM的实时半实物仿真计算机控制系统，按自顶向下的划分方法，将其划分为由主控计算机、战情计算机、显示计算机、实时控制计算机及数据库服务器5个部分组成的系统。各部分功能相互独立，相互之间采用基于反射内存网的体系结构，利用反射内存网进行计算机系统间的通讯。战情计算机作为仿真系统的同步控制中心。仿真系统利用战情计算机计算机的RTX定时器对反射内存网络内其他计算机进行同步。采用时统终端同步下的异步串行卡通讯方式，保证仿真设备工作的实时性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种基于RTX+RFM的实时半实物仿真计算机控制系统，按自顶向下的划分方法，将其划分为由主控计算机、战情计算机、显示计算机、实时控制计算机及数据库服务器5个部分组成的系统。各部分功能相互独立，相互之间采用基于反射内存网的体系结构，利用反射内存网进行计算机系统间的通讯。战情计算机作为仿真系统的同步控制中心。仿真系统利用战情计算机计算机的RTX定时器对反射内存网络内其他计算机进行同步。采用时统终端同步下的异步串行卡通讯方式，保证仿真设备工作的实时性。【专利说明】基于RTX+RFM的实时半实物仿真计算机控制系统
本专利技术属于半实物仿真
，涉及一种基于RTX+RFM的实时半实物仿真计算机控制系统。
技术介绍
半实物仿真技术作为一门新兴的边缘学科，在科学研究、工程技术等领域有着广泛地应用。半实物仿真试验具备灵活性、重复性、可控性好及费效比高等诸多优点。尤其时高实时特性的半实物仿真技术在工程设计、试验鉴定等领域有着更加紧迫的需求。高实时特性的半实物仿真技术的关键是解决仿真控制系统的实时性问题。通常在仿真控制系统中，采用控制计算机生成仿真所需的各种控制参数，基于Windows操作系统的控制计算机往往会受到系统资源限制，不具备较高的实时性。而利用Windows操作系统实时扩展(RTX)和反射内存网(RFM)共同构建仿真控制系统则为解决仿真控制系统的实时提供了良好的条件。
技术实现思路
本专利技术要解决现有技术中的技术问题，提供一种基于RTX+RFM的实时半实物仿真计算机控制系统。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案具体如下:一种基于RTX+RFM的实时半实物仿真计算机控制系统，包括:主控计算机分系统，主要完成对试验项目的选择和编辑，对试验参数、关键试验进程进行设置，对战场环境、目标运行轨迹可在二维仿真战场图上进行编辑、试验演示推演，试验数据进行装订存入数据库服务器，对仿真试验进程进行控制；战情计算机分系统，主要完成试验战情解算、实时战情下发、数据记录功能；显示计算机分系统，主要完成通过接收反射内存网获得的战情计算机解算数据、实时控制计算机控制数据和反馈数据进行三维战情显示和仿真设备状态显示；数据库服务器分系统，主要负责完成数据资源的管理与存储；实时控制计算机分系统，主要完成战情计算机解算的实时战情接收，对实时战情进行处理，对仿真设备进行实时控制；所述主控计算机分系统，战情计算机分系统，显示计算机分系统，数据库服务器分系统以及实时控制计算机分系统之间，通过反射内存RFM网络方式进行连接。在上述技术方案中，所述战情计算机分系统可按照RTX的定时周期解算战情信肩、O在上述技术方案中，所述实时控制计算机分系统可将战情信息变换为仿真设备控制数据，实时控制仿真设备运行。本专利技术具有以下的有益效果:本专利技术的基于RTX+RFM的实时半实物仿真计算机控制系统，利用有顶向下的设计原则，对实时半实物仿真计算机控制系统进行功能划分，使得仿真系统控制结构层次清晰、功能划分明确。计算机之间采用反射内存网连接，便于系统扩充，实时控制计算机与仿真设备间通讯频率以战情计算机反射内存网更新数据作为同步，保证仿真控制系统的实时性。【专利附图】【附图说明】下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术作进一步详细说明。图1为本专利技术的系统结构示意图。图2为王控计算机接口关系不意图。图3为战情计算机接口关系不意图。图4为显示计算机接口关系示意图。图5为数据库服务器接口关系示意图。图6为实时控制计算机接口关系示意图。【具体实施方式】本专利技术的专利技术思想为:本专利技术的基于Windows操作系统实时扩展(RTX)和反射内存网(RFM)的半实物仿真计算机系统与常规的半实物仿真试验控制系统相比，本专利技术在控制系统实时性方面有了显著提高。与常规的半实物仿真系统相似，基于RTX+RFM的实时半实物仿真系统为被试光电装备的半实物仿真测试试验，需要对测试试验过程进行整体战情规划，设定光电装备所需试验范围与相关参数及跟踪目标特性(包括光学特性、目标运动信息等)。对规划完毕的战情信息进行战情解算，解算后的信息作为控制参数实现对仿真设备的控制，以生成仿真测试环境。被试光电系统的反馈信息通过作为反馈输入到仿真系统中，实现闭环仿真。仿真测试过程中，计算机控制系统还需进行仿真系统设备状态和反馈数据的显示以及上述数据的数据库实时存储工作对测试试验过程中。由于系统采用基于RTX+RFM的控制结构，所以系统可以在IkHz的频率下工作，系统具有较高的实时性，可以满足绝大多数的半实物仿真系统的实时性要求。为达到半实物仿真系统高实时性(IkHz)的要求，需要解决控制系统响应周期和系统间各计算机通讯频率的瓶颈问题。本系统首先对各计算机的Windows操作系统进行实施改造，在操作系统中安装Ardence公司的RTX (Windows操作系统实时扩展)软件,使操作系统具备了实时特性。使用GE公司的实时反射内存卡、反射内存交换机构筑反射内存网。采取上述两个手段，系统中断和系统通讯周期的瓶颈便得以解决。本专利技术为基于RTX+RFM的实时半实物仿真计算机控制系统进行功能分配，系统各计算机功能层次清晰，系统实时数据流定义明确。计算机之间通过反射内存(RFM)网络方式进行连接，使得仿真系统的各计算机之间可以满足IkHz的通讯频率收发数据。反射内存网内的计算机扩充简单易行。计算机控制系统接收外部信号触发，接收外部触发后采用RTX内部中断、反射内存网数据中断，接收、发送及解算数据，对仿真设备进行控制，为被试装备提供实时仿真能力。本专利技术采用自顶向下的设计原则，首先对基于RTX+RFM的实时半实物仿真计算机控制系统功能进行划分，依据功能实现的不同，将仿真系统划分为主控计算机分系统、战情解算计算机分系统、实时控制计算机分系统、数据库服务器分系统以及显示计算机分系统。各分系统功能如下:a、主控计算机为半实物仿真系统提供了战情设计与仿真过程控制平台。试验操作人员在进行试验之前，需要对试验项目以及试验进程进行规划，然后通过主控计算机进行战情设计，输入相关的试验参数和关键试验进程。在战情设计过程中，可利用主控计算机的战情预演软件对设计的战情进行模拟推演，进一步发现战情设计中存在问题，完善战情设计。在主控计算机上完成战情设计后，相关数据装订打包成数据库文件，通过网络交换机存入数据库服务器，供仿真试验系统试验时调用。试验开始时，试验操作人员可通过主控计算机的试验进程控制模块完成仿真试验的开始、停止、挂起、恢复以及人工干预等控制；b、战情计算机是半实物仿真系统的战情解算中心和系统同步控制中心。战情计算机根据战情设计信息、设定参数，完成对仿真试验战场仿真战情数据的动态实时演算，分解目标空间、姿态以及环境背景变化等参数，并通过反射内存网络下发分解数据，仿真控制计算机提供控制数据。战情计算机接入GPS系统的同步信号，作为试验的同步起始信号，通过战情计算机RTX定时器作为数据发送同步信号。C、数据库服务器分系统负责完成数据资源的管理与存储。具备对数据的录入(导入)、查询、修改、删除、导出等功能，支持对数据、文件、图像、视频等的存储与查询。对主控计算机设定的试验文档、战情计算机解算的实时战情以及控制计算机反馈的仿真终端设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于RTX+RFM的实时半实物仿真计算机控制系统，其特征在于，包括：主控计算机分系统，主要完成对试验项目的选择和编辑，对试验参数、关键试验进程进行设置，对战场环境、目标运行轨迹可在二维仿真战场图上进行编辑、试验演示推演，试验数据进行装订存入数据库服务器，对仿真试验进程进行控制；战情计算机分系统，主要完成试验战情解算、实时战情下发、数据记录功能；显示计算机分系统，主要完成通过接收反射内存网获得的战情计算机解算数据、实时控制计算机控制数据和反馈数据进行三维战情显示和仿真设备状态显示；数据库服务器分系统，主要负责完成数据资源的管理与存储；实时控制计算机分系统，主要完成战情计算机解算的实时战情接收，对实时战情进行处理，对仿真设备进行实时控制；所述主控计算机分系统，战情计算机分系统，显示计算机分系统，数据库服务器分系统以及实时控制计算机分系统之间，通过反射内存RFM网络方式进行连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王建军，李岩，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22